[發(fā)明專利]一種橡膠膨脹節(jié)空間姿態(tài)檢測裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011348011.0
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112254645A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃禮缸;浦傳勇
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇國和智能科技有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B21/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 應(yīng)孔月

本發(fā)明公開了一種橡膠膨脹節(jié)空間姿態(tài)檢測裝置及方法，該裝置包括：拉線式傳感器模塊，拉線式傳感器模塊包括三個拉線式傳感器，三個拉線式傳感器的安裝塊端固定于橡膠膨脹節(jié)另一側(cè)的第一法蘭盤上，三個拉線式傳感器的線端固定于橡膠膨脹節(jié)一側(cè)的第二法蘭盤同一固定點；PSD光電位置傳感器模塊，PSD光電位置傳感器模塊包括兩個PSD光電位置傳感器、兩個固體激光器，兩個PSD光電位置傳感器固定于橡膠膨脹節(jié)一側(cè)的第一法蘭盤，兩個固體激光器固定于橡膠膨脹節(jié)另一側(cè)的第二法蘭盤，兩個固體激光器射出激光分別打在兩個PSD光電位置傳感器四象限上；信號接收及處理模塊，用于接收拉線式傳感器和PSD光電傳感器產(chǎn)生的電壓信號，通過計算獲得橡膠膨脹節(jié)空間姿態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空間目標姿態(tài)檢測領(lǐng)域，特別是一種橡膠膨脹節(jié)的空間姿態(tài)檢測裝置及方法。

背景技術(shù)

剛體在三維空間中的6D空間姿態(tài)估計，指的是估計空間坐標系中剛體的6D空間姿態(tài)。剛體在三維空間的運動具有六個自由度，即三個位移自由度與三個旋轉(zhuǎn)自由度，因此檢測剛體的空間姿態(tài)可轉(zhuǎn)化為、檢測剛體在六個自由度上的運動。核電站用橡膠膨脹節(jié)由與一節(jié)山狀橡膠管道及兩側(cè)各一個金屬法蘭壓板組成，在實際使用中，管道中液體流過時會產(chǎn)生壓力，使得橡膠管道可能發(fā)生軸向壓縮或拉伸、軸向扭轉(zhuǎn)，同時金屬法蘭壓板會有角向位移或軸向扭轉(zhuǎn)等。此前常采用的方式是人工巡查和目視觀察，難以定量分析且存在安全隱患。

因此為了保障核電站安全智能運行，提供一種可實時監(jiān)測橡膠膨脹節(jié)的管道位移，并在位移達到臨界安全閾值時報警的裝置很有意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例的目的是提供一種橡膠膨脹節(jié)空間姿態(tài)檢測裝置及方法，以解決現(xiàn)有存在的人工巡查和目視觀察，難以定量分析且存在安全隱患的問題。

為了達到上述目的，本發(fā)明實施例所采用的技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種橡膠膨脹節(jié)空間姿態(tài)檢測裝置，包括：

拉線式傳感器模塊，所述拉線式傳感器模塊包括第一拉線式傳感器、第二拉線式傳感器和第三拉線式傳感器，第一、第二、第三拉線式傳感器的安裝塊端固定于橡膠膨脹節(jié)另一側(cè)的第一法蘭盤上，三個安裝塊呈三角形分布，第一、第二、第三拉線式傳感器的線端固定于橡膠膨脹節(jié)一側(cè)的第二法蘭盤同一固定點；

PSD光電位置傳感器模塊，所述PSD光電位置傳感器模塊包括第一PSD光電位置傳感器、第二PSD光電位置傳感器、第一固體激光器和第二固體激光器，所述第一、第二PSD光電位置傳感器固定于橡膠膨脹節(jié)一側(cè)的第一法蘭盤，所述第一、第二固體激光器固定于橡膠膨脹節(jié)另一側(cè)的第二法蘭盤，所述第一、第二固體激光器射出激光分別打在第一、第二PSD光電位置傳感器四象限上；

信號接收及處理模塊，用于接收三個拉線式傳感器產(chǎn)生的電壓信號和所述兩個PSD光電傳感器產(chǎn)生的電壓信號，并將電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再計算確定空間位置變換后的坐標位置，從而獲得橡膠膨脹節(jié)空間姿態(tài)。

進一步地，還包括上位機，所述信號接收及處理模塊與上位機相連。

進一步地，所述信號接收及處理模塊包括單片機、多級放大電路和AD數(shù)模轉(zhuǎn)化模塊，所述單片機控制多級放大電路和AD數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，所述多級放大電路對電壓信號進行放大去噪后，經(jīng)過所述AD數(shù)模轉(zhuǎn)化模塊將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。

進一步地，所述信號接收及處理模塊上還連接有通信模塊，通過數(shù)字信號所述通信模塊傳輸至上位機。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供一種橡膠膨脹節(jié)空間姿態(tài)檢測方法，該方法在第一方面所述的一種橡膠膨脹節(jié)空間姿態(tài)檢測裝置中實現(xiàn)，該方法包括：